DE19754551A1 - Dichtung für eine flache Flanschverbindung mit leichter Außen- und Innenbördelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine flache Flanschverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Dichtungsanordnung geht aus der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 96/01027 hervor. Bei ihr weisen die beiden Dichtungsaufnahmeflächen des Grundkörpers eine ebene Fläche auf. Es ist auf jeder der beiden Seiten des Grundkörpers ein radial innenliegender Zahn und ein radial außenliegender Zahn ausgebildet. Dies bewirkt beim Einbau der Dichtung, die aus einem Grundkörper, der zweckmäßig metallisch ist und den beiden Dichtungsaufnahmeflächen besteht, eine Kapselung der Dichtungsauflagen, d. h. die Dichtungsauflagen sind zwischen den jeweiligen Innen- und Außenzahn eingebettet und es kann die Dichtungsauflage nicht über dem Innen- oder Außenzahn nach innen bzw. nach außen kriechen.

Die Ringzähne im Bereich der Dichtungsaufnahmeflächen werden bei den bekannten Stand der Technik durch Drehen bzw. Fräsen hergestellt.

Nach Fertigstellung der Dichtungen durch Drehen bzw. Fräsen wird der Dichtwerkstoff (Weichstoff), vorwiegend Graphit oder PTFE, zwischen dem Außen- und Innenzahn auf die ebene Metallfläche beidseitig aufgebracht. Um einen festen Verbund zwischen dem metallischen Grundkörper und dem Dichtungswerkstoff Graphit oder PTFE herzustellen, müssen die Weich­ stoffauflagen mit einem chloridfreien oder chloridarmen Klebstoff zwischen dem Außen- und Innenzahn auf die ebene Aufnahmefläche aufgeklebt werden.

Nachteil dieses Verbundsystems durch den Klebstoff ist, daß die Dichtfunktion während des Betriebes in der Anlage, bedingt durch den Klebstoff, sich verschlechtert. Es gibt einige Firmen, die aufgrund des Klebstoffes metallische Dichtungen in Verbindung mit geklebten Weichstoffauflagen z. B. Graphit oder PTFE aufgrund der schlechteren Dichtungsqualität ablehnen. Ein weiterer Nachteil ist, daß nach dem Ausbau einer Dichtung aus dem Flanschsystem die Weichstoffauflagen, vorwiegend Graphit, sich schlecht vom Grundkörper lösen, bedingt durch den aufgebrachten Klebstoff. Die Graphitauflage läßt sich dann nur mechanisch z. B. durch einen Schaber bzw. einer Drahtbürste lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für flache Flanschverbindungen mit Ringzähnen eine verbesserte Dichtungsanordnung zu schaffen, die bei mindestens gleichen Leckwertenverhalten, gleicher Ausblassicherheit und gleicher Bauteilsicherheit wie bei der Anordnung nach dem bekannten Stand der Technik auch kostengünstiger hergestellt werden kann. Gleichzeitig soll bei dieser neuen Dichtung auf den Klebstoff verzichtet werden, um noch bessere Leckratenwerte zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Innen- und Außenzahn, innen zur ebenen Dichtungs­ aufnahmefläche, einen Winkel von 90° bzw. 89° aufweist. Aufgrund dieser Profilgeometrie kann dann auf den teuren und schlecht entfernbaren Klebstoff, der zusätzlich die Dichtfunktion beeinträchtigt, verzichtet werden.

Der 90° bzw. 89° Winkel des Innen- und Außenzahnes innen zur eben ausgeführten Dichtungsaufnahmefläche führt zu keinem ungünstigeren Leckverhalten. Durch diese geometrische Auslegung können die Weichstoffauflagen Graphit oder PTFE so bemessen werden, daß sie genau zwischen dem Außen- und Innenzahn, der einen rechteckigen bzw. schwalbenschwanzförmigen Querschnitt von 90° bzw. 89° zur Dichtungsaufnahmefläche aufweist, aufgebracht werden. Durch den rechteckigen bzw. schwalbenschwanzförmigen Aufnahmequerschnitt zur ebenen Dichtungsaufnahmefläche klemmen sich die Weichstoffauflagen Graphit, PTFE und sonstiger Weichstoff auf der Vorder- und Rückseite in der Ringnut fest.

Die Außen- und Innenzahnhöhe des metallischen Grundkörpers ist so berechnet, daß, bezogen auf die jeweilige Weichstoffauflage z. B. Graphit oder PTFE, bei optimaler Verdichtung der Auflage, die Flansche außerhalb des Toleranzfeldes der Drehrautiefen, sei es C-, D- und E- Flansch durch die Außen- und Innenzähne nicht beschädigt werden.

Ein weiteres Verfahren ist, daß durch die geometrische Auslegung des Innen- und Außenzahnes diese als Schneid- bzw. als Stanzmesser ausgelegt sind. Der scharfe Außen- und Innenzahn ermöglicht es, daß Weichstoffauflagen bzw. Graphitringe aus zwei Graphitplatten auszuschneiden. Das hat den Vorteil, daß zusätzlich Kosten für das Stanzen der Weichstoffringe eingespart werden. Um eine preisgünstige Herstellung der Dichtung zu ermöglichen, werden die reinen metallischen gekapselten Flachprofildichtungen zwischen zwei Graphitplatten aufgelegt. Anschließend fährt eine leichte Presse herunter und die scharfen Außen- und Innenzähne auf beiden Seiten schneiden die Graphitringe durch den Druck der Presse aus den Graphitplatten aus. Durch das Ausschneiden der Graphitringe aus den Graphitplatten, bedingt durch die Außen- und Innenzähne, drücken sich die Graphitringe beidseitig regelrecht in die Aufnahmenut ein und die Graphitringe werden dadurch regelrecht in der Nut eingeklemmt. Somit entfällt hierbei der Klebstoff, der einen doch großen Nachteil für eine gute Dichtfunktion hat.

Fig. 1 Die Dichtung im Ausschnitt bzw. Querschnitt des metallischen Grundkörpers zwischen zwei Graphitplatten.

Fig. 2 Die Dichtung nach Fig. 1, jedoch mit ausgeschnittenen Graphitringen aus der sichtbaren Graphitplatte.

Fig. 3 Die Dichtung nach Fig. 1 mit ausgestanzten Graphitringen.

Fig. 4 Die Dichtung nach Fig. 1 bei tatsächlichem Einbau zwischen den Flanschen schematisiert.

Zu Fig. 1 zeigt eine Dichtungsanordnung in nicht eingebautem Zustand. Der Grundkörper (1), der vorzugsweise aus Metall besteht, besitzt auf beiden Seiten ebene Dichtungsaufnahme­ flächen (2), wobei der metallische Grundkörper (1) zwischen zwei Graphitplatten (3) liegt, zum Ausschneiden der Graphitringe (3) durch die Dichtzähne bzw. Schneidzähne (4), die einen Winkel von 90° bzw. 89° zur ebenen Dichtungsaufnahmefläche (2) aufweisen.

Zu Fig. 2 zeigt die Dichtungsanordnung nach Fig. 1 wo aus den Graphitplatten (3) durch die Dicht- bzw. Schneidzähne (4) runde Dichtungsringe (6) ausgestanzt wurden und sich zwischen dem Innen- und Außenzahn (5) und der ebenen Dichtungsaufnahmefläche (2) durch das Eindrücken bzw. Ausschneiden des Stanzwerkzeuges festsetzen.

Zu Fig. 3 zeigt den Grundkörper (1) mit den durchstanzten Graphitringen (6) durch die Schneidzähne (4) die Dichtung vor dem Einbau.

Zu Fig. 4 zeigt die Dichtung bestehend aus dem metallischen Grundkörper (1) und den Graphitringen (6), jedoch im eingebauten Zustand zwischen zwei Flanschen (7) und der leichten Umbördelung (8) von dem Außen- und Innenzahn (5).

Claims (4)

1. Dichtungsanordnung für eine flache Flanschverbindung mit einem flachen Grundkörper (1), der beidseitig Dichtungsaufnahmeflächen (2) aufweist, mit je einem inneren und einem äußeren Ringzahn (5), die jede Dichtungsaufnahmefläche an ihrer radial innen liegenden bzw. außenliegenden Seite begrenzen und zwischen denen je ein Weichstoffring (6) z. B. (Graphit) liegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringzähne (5) innen und außen liegend innen zur ebenen Dichtungsaufnahmefläche einen Winkel von 90° bzw. 89° aufweisen.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Ringzähne (5) als Schneidmesser (4) ausgelegt sind.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ausgestanzten bzw. geschnittenen Graphitauflagen (6) mit den Ringzähnen (5) zur ebenen Dichtungsaufnahmefläche (2) fest verankern, und dadurch auf den Klebstoff verzichtet werden kann.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Außen- und Innenzahn bei einhundertprozentiger Verdichtung der Weichstoffauflagen, z. B. Graphit, leicht umbördelt.